[发明专利]轻合金与钢的异种金属材料电阻铆焊系统及其焊接方法

权利要求书

1.一种轻合金-钢异种金属材料电阻铆焊方法，其特征在于，利用成分可定制的半空心钢钉在无需预冲孔的情况下直接对异种材料进行焊接，使待连接轻合金板、半空心钢钉及待连接钢板在局部熔化形成金属混合物焊核，获得高强度的异种材料连接接头；

所述的半空心钢钉包括：依次连接的钉帽、钉腿和锥角，其中：钉帽和钉腿组成开放式空腔，该开放式空腔的高度大于等于待连接轻合金板的厚度；钉腿长度为待连接轻合金板材总厚度的1.2～2.5倍；

所述的铆焊方法，通过异种金属材料电阻铆焊系统实现，该系统自上而下包括：上电极、半空心钢钉、待连接轻合金板、待连接钢板以及下电极；

所述的异种材料连接接头，通过以下方式实现连接：

步骤1)预压阶段：将半空心钢钉置于待连接板材组合的轻合金侧，并通过上电极和下电极施加预压力使半空心钢钉、待连接轻合金板、待连接钢板之间接触并形成导电通路；

步骤2)穿刺阶段：施加焊接电流软化待连接轻合金板，半空心钢钉在电极压力作用下刺穿待连接轻合金板，并与待连接钢板紧密接触；

步骤3)焊接阶段：改变电极压力和电流，以一定的持续时间产生电阻热，实现待连接钢板、钢钉下端及空腔中截留轻合金板材料在钢钉的开放式空腔内熔化；

步骤4)冷却阶段：通过电极帽施加保压力，熔核在水冷铜电极作用下凝固形成铆焊接头。

2.根据权利要求1所述的电阻铆焊方法，其特征是，所述的与待连接钢板紧密接触，其接触判定方式采用以下任意一种操作或其组合以确定，以防止钢钉压溃：

a)钢钉位移为待连接轻合金板厚度的1.0～1.2倍；

b)根据经验设定刺穿阶段的时间；

所述的冷却阶段开始判定方式采用以下任意一种操作或其组合以确定，以防止钉帽对待连接轻合金板的过度软化和减薄：

a)钉帽底面与待连接轻合金板材料形成接触；

b)根据经验设定焊接阶段的时间。